專利名稱：用于使用電網(wǎng)的多用戶ofdm數(shù)字傳輸系統(tǒng)的通信優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電信部分，特別地，本發(fā)明可應(yīng)用于前端與不同用戶設(shè)備之間的雙向通信，同時優(yōu)化從前端設(shè)備到不同用戶設(shè)備的下行信道中的傳輸，本發(fā)明還可應(yīng)用于優(yōu)化從用戶設(shè)備到前端的上行信道中的傳輸，并且借助于頻分雙工(FDD)和/或時分雙工(TDD)在上行和下行信道之間共享電網(wǎng)，以便通過電網(wǎng)向用戶提供多種業(yè)務(wù)。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種通過持續(xù)監(jiān)視上行和下行中的通信質(zhì)量而使上行和下行信道在時間和頻率上隨時對電網(wǎng)進行最佳共享的新方法，其中所述監(jiān)視是通過對所述上行和下行信道中的單獨載波中的信噪比(S/N)加以估計而實現(xiàn)的。
在本發(fā)明中，對最佳傳輸模式的選擇是通過監(jiān)視來執(zhí)行的，所述監(jiān)視是通過逐個分組地修改每載波比特數(shù)、通過傳統(tǒng)上發(fā)送這些的前向誤差糾正/檢測碼FEC引入的冗余、FEC和/或傳輸模式來實現(xiàn)的，以便使在電力分配網(wǎng)上用于多個用戶設(shè)備的傳輸容量最大化。
此外，本發(fā)明預(yù)見到對于電網(wǎng)的傳輸特性，將傳輸同時優(yōu)化至多個用戶設(shè)備(多播模式)。
正如在關(guān)于“用于將數(shù)據(jù)通過電網(wǎng)進行點到多點的數(shù)字傳輸?shù)南到y(tǒng)和方法”的西班牙專利提交n°200003024中所描述的，已經(jīng)明確地構(gòu)想了本發(fā)明來優(yōu)化上行和下行信道中的通信。
背景技術(shù)：
如西班牙專利提交n°200003024中所描述的，為了能夠隨時在時間和頻率上實現(xiàn)電網(wǎng)的最佳共享，并且為了使用于電網(wǎng)上的多個用戶的傳輸容量最大化，必須持續(xù)監(jiān)視信道特性，尤其是不同用戶與前端設(shè)備之間的異相和衰減以及影響電網(wǎng)的各種噪聲。
本系統(tǒng)使用具有在整個信道上使用很窄帶寬傳輸?shù)亩鄠€載波的OFDM調(diào)制。上面提及的專利提交沒有描述這一傳輸優(yōu)化方法。
發(fā)明描述本發(fā)明已經(jīng)開發(fā)出允許在包含通過電網(wǎng)進行雙向傳輸?shù)牟煌脩粼O(shè)備與前端設(shè)備的系統(tǒng)中進行傳輸優(yōu)化的方法，其特征在于包含-通過估計上行和下行信道中的不同載波中的信噪比(S/N)來持續(xù)監(jiān)視通信質(zhì)量，該估計是分別借助于前端和用戶設(shè)備中的接收器來實現(xiàn)的；-由用戶設(shè)備監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)在每一時刻的狀態(tài)，而與信息的目的地是否是該用戶無關(guān)；-通過監(jiān)視來選擇最佳傳輸模式，所述監(jiān)視是通過逐個分組地修改每載波比特數(shù)、FEC引入的冗余、FEC和/或傳輸模式來實現(xiàn)的。
這些特性允許了用于在時間和頻率上隨時對電網(wǎng)進行最佳共享的方法，并且使得用于所述電網(wǎng)上的多個用戶設(shè)備的傳輸容量最大化。
對于每載波比特數(shù)的修改與對于每個載波中所用的調(diào)制的修改相同，或者與對于調(diào)制中的星座密度的修改相同。在這種情況中，傳輸速度得到了提高。
此外，本發(fā)明中的方法包含這一特征前端設(shè)備可利用電網(wǎng)的特性來向多個用戶設(shè)備進行傳輸(多播模式)。
對于上行和下行信道中的信噪比(S/N)的估計從接收器解調(diào)器中的誤差信號開始進行，這是由進入解調(diào)器的信號與所希望的信號之間的差異決定的(如果按照該載波中所用星座的可能點，每個載波中的星座的點已經(jīng)處于最佳位置，則估計該信號已被發(fā)送)；其中如果誤碼率(BER)足夠低以至不對噪聲電平的估計方法產(chǎn)生影響，則從解調(diào)開始進行S/N估計就足夠了。
對上行和下行信道中的通信質(zhì)量的監(jiān)視包括僅在所用調(diào)制已知的接收信號的載波中借助于用戶和前端設(shè)備中的解調(diào)器來估計噪聲功率(N)，以便從對始于解調(diào)器中的誤差信號的噪聲均方值估計和在某一數(shù)目個碼元上平方后的噪聲的加權(quán)開始獲得噪聲功率值，以便避免電網(wǎng)中的短時間噪聲或脈沖噪聲在估計接收中的噪聲功率時產(chǎn)生誤差。
在監(jiān)視上行和下行信道中的通信質(zhì)量時，相應(yīng)的設(shè)備估計信號功率，有選擇地在接收中采用歸一化電平以補償信道影響，該電平是先前建立的，并且是任意設(shè)備通過設(shè)計或通過測量接收信號的功率而已經(jīng)得知的，其中優(yōu)選地是已經(jīng)執(zhí)行了均衡處理來補償信道對信號傳輸?shù)挠绊憽?br> 上行和下行信道中的設(shè)備在對載波中的接收信號進行解調(diào)之后累計解調(diào)器中的誤差信號，其中接收器知道用于執(zhí)行監(jiān)視的調(diào)制，優(yōu)選地過濾該估計以避免在對不同載波中的噪聲功率的所述估計中的振蕩。
因此，對于S/N的計算是有選擇地在持續(xù)M個碼元的窗口(時間段)中在累計來自解調(diào)的誤差采樣之后或在其中至少已經(jīng)在所有載波中執(zhí)行了P次測量的窗口中執(zhí)行的，以便使所獲得的S/N計算更為可靠，其中M和P是所有設(shè)備已知的先前建立的值，并且避免通信優(yōu)化中的不希望的變化。
在通過下行信道進行傳輸?shù)那闆r中，使用所有設(shè)備已知的預(yù)先建立的固定調(diào)制來發(fā)送載波組內(nèi)的某些載波，所述調(diào)制對S/N要求較低并且在每組中它的位置逐個碼元地在時間上發(fā)生變化，以便在某一數(shù)目個碼元之后該組中的所有載波已經(jīng)被強制在某一時刻使用了固定調(diào)制(柵格(grid))，所有的這些使得用戶設(shè)備即使在由前端發(fā)送的信息是指向另一用戶設(shè)備時也監(jiān)視通信質(zhì)量，因為它知道被用于發(fā)送柵格載波的調(diào)制。
當監(jiān)視上行信道時，前端僅當某一用戶設(shè)備在上行發(fā)送數(shù)據(jù)時對該用戶設(shè)備的S/N進行估計，以便在前端希望更新對用戶設(shè)備的S/N的估計時有選擇地執(zhí)行下列動作之一a.命令用戶設(shè)備發(fā)送特定信息以使前端可以測量S/N，并且因此監(jiān)視不是盲目的，因為接收器知道由發(fā)射機發(fā)送的信息。
b.命令用戶設(shè)備發(fā)送它希望發(fā)出的信息，在這種情況中，監(jiān)視是盲目的，因為盡管前端知道已經(jīng)借助于前端與用戶設(shè)備之間的通信預(yù)先定義的、由通信中的載波使用的調(diào)制，但是不知道該用戶發(fā)出的信息。
對由前端設(shè)備接收的、之前由相應(yīng)用戶設(shè)備發(fā)出的不同載波中的信噪比的估計實現(xiàn)了對下行信道中的通信的監(jiān)視。
如前面指出的，傳輸優(yōu)化包括了通過監(jiān)視通信質(zhì)量來改變信息傳輸模式的可能性，這是按照以下規(guī)則進行的-如果S/N足夠高，則將會使用具有更大密度(每載波比特數(shù)更大)的調(diào)制，星座中的點的數(shù)目是通過比較S/N估計和一系列理論S/N閾值來選擇的，伴有可變的FEC碼，也就是說具有不同抗誤差的保護能力的前向誤差糾正和/或檢測碼，并且始終保持確定的誤碼率(BER)。這種傳輸形式被稱作其中有密集或較不密集的星座的不同組合的標準模式傳輸，也就是說在S/N更大時具有星座的更多點，伴有可變的FEC碼，也就是具有用于數(shù)據(jù)保護的不同模式的前向誤差糾正和/或檢測碼，保持確定的BER率。該標準傳輸模式允許通過使用密集或較不密集的星座的組合和具有或高或低的誤差糾正/檢測能力的碼來執(zhí)行通信優(yōu)化。多種組合都是可能的，例如使用最小FEC冗余和每載波比特數(shù)很少的星座或具有較大冗余的FEC碼和更密集的星座。
-如果S/N很低，或者如果需要以更安全的形式向一個或多個用戶發(fā)送信息，則在不同頻率上和/或時間上多次發(fā)送相同的信息(HURTO(高度超級可靠OFDM)模式中具有分集的傳輸)。
如之前所描述的，傳輸優(yōu)化是基于不同載波中的S/N的估計來執(zhí)行的，但是必須指出，還要考慮分組丟失率(PLR)，即被正確接收的分組數(shù)與所發(fā)送的分組總數(shù)的比，還要考慮所要求的服務(wù)質(zhì)量(QoS)以及待發(fā)送信息相對于OFDM碼元容量的大小，按照這些參數(shù)，逐個載波地修改FEC碼及其引入的冗余、每載波比特數(shù)和/或傳輸模式(標準或HURTO模式)，以便使每信息分組比特數(shù)連同冗余近似于而不超過在OFDM碼元中發(fā)送的比特數(shù)的整倍數(shù)(whole multiple)。
此外，本發(fā)明預(yù)見到了在傳輸容量的優(yōu)化中-引入了滯后余量以便從S/N與預(yù)先固定的S/N閾值的比較開始增加或減少所使用的每載波比特數(shù)，從而保持確定的BER，所有的這些被用于避免在S/N到達改變比特數(shù)的閾值時的振蕩影響；-只有在必須改變調(diào)制的載波的數(shù)目大于預(yù)先建立的確定值時才改變調(diào)制；-通過相反的信道向用于估計的那一個發(fā)送對改變載波調(diào)制作出的決定，以便對于下行信道來說，用戶設(shè)備監(jiān)視不同載波的質(zhì)量，并且如果它認為有必要改變調(diào)制，則向前端發(fā)出通知，并在使用新調(diào)制之前等待來自前端的確認，同時在上行中進行相同的處理，不過執(zhí)行監(jiān)視的是前端，而確認調(diào)制改變的是用戶設(shè)備。在發(fā)送對載波調(diào)制改變作出的決定的兩種情況中，優(yōu)選地使用控制信道或控制消息。
在本發(fā)明的一個特定實施例中，當所估計的S/N低于預(yù)先建立的值時選擇HURTO模式的傳輸，其中該值表示即使具有較低S/N要求的調(diào)制伴有引入很大冗余的FEC碼也不能被用于保證在離開FEC時獲得確定的BER，或當?shù)却l(fā)送信息到一個或多個用戶設(shè)備時使得該用戶設(shè)備正確接收該信息的概率較高，例如在控制消息的情況中，因此該傳輸模式是優(yōu)選的。
以HURTO模式傳輸信息包括以具有較低S/N解調(diào)需求的調(diào)制發(fā)送所有被使用的載波，以及使用引入足夠冗余以便在接收中糾正和或檢測由電網(wǎng)上的傳輸產(chǎn)生的大量誤差的前向糾錯FEC碼。最好使用的具有較低S/N要求的調(diào)制是QPSK調(diào)制。
當以HURTO模式進行傳輸時，從所估計的電網(wǎng)特性開始逐個分組地修改信息被重復(fù)的次數(shù)，也就是說所用的分集(diversity)水平，其中設(shè)備接收相同信息的次數(shù)與已經(jīng)在HURTO模式中選擇的分集相同。在這種情況中，執(zhí)行組合不同的接收信號以便估計真正發(fā)送的信息的處理。
在本發(fā)明的一個實施例中，在HURTO模式中組合不同的接收信號以便估計真正發(fā)送的信息的這一處理包括有選擇地執(zhí)行分集接收信號的相干求和并根據(jù)載波的S/N將它們乘以一個系數(shù)，在解調(diào)前從該載波接收信息(最大率組合器)或獨立地解調(diào)分集到達的信息并根據(jù)解調(diào)誤差信號執(zhí)行加權(quán)的投票(voting)。
只有當在執(zhí)行組合處理或投票之前使用了頻率分集時，才可以根據(jù)估計的S/N分布來選擇載波組，或者可以使用所有的這些來優(yōu)化對于分集接收的信息的估計方法。
當在電網(wǎng)中存在許多脈沖噪聲時，由FEC引入的冗余被動態(tài)地修改以便保持誤差率而不用改變調(diào)制，并且當存在影響傳輸?shù)母嘣肼晻r使用具有用于誤差糾正的更大容量的碼。
此外，本發(fā)明預(yù)見使用比那些可接受的星座更為密集的星座以便保持具有確定的S/N的確定的BER，為此修改了FEC以便引入更大的冗余，足以在接收中保持所述的BER，并且在使用更密集星座時獲得傳輸容量的提升，同時保持確定的誤差率。
在任一種情況中，F(xiàn)EC修改都是逐個分組執(zhí)行的，以便提供不同的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，所有的這些的目的是通過分組中所使用的標題來向另一個末端指明FEC的當前配置，所述的FEC修改包括改變FEC在信號上產(chǎn)生的冗余，改變用于使信號避開線路上的噪聲的FEC碼，或改變這兩方面。
在本發(fā)明的方法的一個實施例中，對每載波比特、冗余、FEC碼、傳輸模式和分集的各種組合加以選擇，并以一系列表的形式在用戶和前端設(shè)備中存儲這些組合。對這些組合加以選擇以便在通信中提供不同的服務(wù)質(zhì)量，例如使傳輸最大化、使等待時間最小化等等。在這種情況中，從所執(zhí)行的估計、前面描述的各種參數(shù)、PLR和長度等等開始，逐個分組地選擇組合，借助于優(yōu)選地指向表中一個位置的參照來指明所選擇的參數(shù)的組合，其中該參照是在消息標題中發(fā)送的。因此，與所要求的質(zhì)量和所執(zhí)行的S/N估計成函數(shù)關(guān)系，將表上的確定位置假如指明將要使用的不同參數(shù)(例如比特數(shù)、FEC等等)處。
在前端希望將相同信息發(fā)送至一組用戶設(shè)備或發(fā)送至系統(tǒng)中的所有用戶的情況中，它選擇地使用-以HURTO模式進行的傳輸；-以可以使用的最大每載波比特數(shù)調(diào)制的星座，假定該組中的所有用戶設(shè)備都能解調(diào)這個保持確定的BER的最大每載波比特數(shù)；-密集星座，但在FEC碼中添加足夠的冗余以便使該組中的所有用戶都能恢復(fù)所發(fā)送的信息。
在第二個假設(shè)中，該組具有最小每載波比特數(shù)的用戶設(shè)備對可在此載波的傳輸中使用的星座密度加以限制，除非增加了包含在該信號中的冗余，其中每載波比特的值是前端設(shè)備已知的，并且前端借助于發(fā)送給該組用戶設(shè)備的消息標題來指明在每個載波中使用的每載波比特數(shù)。此外，該標題還通知屬于該組的一個或多個用戶是否必須對所發(fā)送的消息進行解調(diào)，也就是說，它們通知該用戶組的動態(tài)重新指派。
因此，通過本發(fā)明的方法，可以根據(jù)信道條件和傳輸所要求的質(zhì)量來隨時對信息傳輸進行優(yōu)化。
一張附圖被提供以便于更好地理解本發(fā)明，同時構(gòu)成細節(jié)描述和權(quán)利要求書的一個主要部分，它們對本發(fā)明的原理提供了解釋性但不是限制性的表示。
附圖的簡單描述

圖1顯示了發(fā)送信息到多個用戶的裝置的例子，其中前端選擇每個載波中的最小每載波比特數(shù)以便保證信息所指向的所有用戶設(shè)備都能接收該信息。
本發(fā)明的優(yōu)選實施例的描述正如已經(jīng)提到的，本發(fā)明可應(yīng)用于這樣的系統(tǒng)，即在這些系統(tǒng)中前端設(shè)備1借助于頻分雙工和/或時分雙工通過電網(wǎng)與多個共享上行和下行信道的用戶設(shè)備2進行雙向通信，利用OFDM(正交頻分復(fù)用)、利用不同調(diào)制的多個載波和利用前向誤差糾正/檢測碼FEC并使用很窄的帶寬來發(fā)送信號。
本發(fā)明中的方法包含持續(xù)監(jiān)視通信質(zhì)量，由此使前端設(shè)備1和用戶設(shè)備2中的接收器估計上行和下行信道中的不同載波中的信噪比(S/N)。
由用戶設(shè)備執(zhí)行的監(jiān)視是在任意時刻執(zhí)行的，與它們是否是該信息的目的地無關(guān)，正如前面所述的，這是一個突出的優(yōu)點，因為在所有的時刻都對信道的狀態(tài)進行監(jiān)視而不需要向每個用戶發(fā)送信息。
此外，本發(fā)明中的方法包含從所執(zhí)行的S/N監(jiān)視開始來選擇最佳傳輸模式，所述監(jiān)視是借助于修改每載波比特數(shù)、由FEC在信息中引入的冗余、FEC碼本身和/或傳輸模式來執(zhí)行的，所述選擇是在所有的接收載波中執(zhí)行的。
因此，信道監(jiān)視包含連續(xù)估計不同接收載波中的S/N，由于在通信中使用的帶寬較窄這一事實，可以假設(shè)這些帶寬中的響應(yīng)是平坦的，因此S/N的估計可以簡單地根據(jù)接收器的解調(diào)器中的誤差信號得以執(zhí)行。這個誤差信號是在此時刻到達接收器的信號與所希望的信號(如果按照該載波中所用的星座的可能點，該星座的點是處于最佳位置，則是估計應(yīng)當?shù)竭_的信號)之間的差異。這個誤差信號是噪聲電平相對于在接收器中獲得的信號的較好估計。
在所發(fā)送的信號中，功率信號電平被標準化，例如為S＝0，5。噪聲功率(N)的電平可通過均方誤差En進行估計，該均方誤差En在數(shù)學(xué)上定義為當前采樣中的噪聲信號與當前采樣中的共軛噪聲信號的積的預(yù)期運算，因此可以證明En＝E{n[k]n*[k]SNR=SN=0.5En]]>接收器解調(diào)器補償信道對接收信號的影響，并且在它的出口處，計算在接收信號與估計應(yīng)該到達的信號之間的差異，也就是說，獲得誤差信號。
為了實現(xiàn)這個功能，所用的解調(diào)器可以是相干或微分的，因為可以使用這兩種配置中的任一種來獲得可被用于估計S/N的信號誤差。該解調(diào)的一種可能的實現(xiàn)可以是利用在本技術(shù)領(lǐng)域中傳統(tǒng)使用的算法(例如LMS、RLS等等)進行均衡。
不同的用戶設(shè)備可能在不同頻率使用相同OFDM碼元中的信道，這樣可能將無法估計所有載波中的S/N，而只能估計由每個用戶設(shè)備所用的載波中的S/N。這不會對該方法造成傷害，因為如前面提到的，監(jiān)視/修改處理是為兩個通信信道逐個載波地執(zhí)行的。
按照上面公式獲得的S/N值是在S/N足夠高時近似于信噪比的真實值的估計。這在決定在調(diào)制中使用更密集的星座(對于正確解調(diào)，這需要更高S/N)時帶來了更好的精確度，并因此在該方法決定增加電網(wǎng)上的傳輸容量時提供了更好的精確度。
如前面指出的，用戶即使在他們不是信息目的地時也能執(zhí)行監(jiān)視，這樣，在傳輸時，前端發(fā)送一個柵格，包含將碼元的載波分成載波組，在傳統(tǒng)使用的同步序列之后，并且在每個組中，它們分成需要較低S/N用于解調(diào)的固定調(diào)制的載波組。這些載波逐個碼元地改變它們在每組中的位置，以便在某一數(shù)目個碼元之后，該組中的所有載波將已經(jīng)被強制在一個時間上使用固定的調(diào)制，因此，任一用戶設(shè)備可以對柵格載波執(zhí)行S/N估計，因為它知道所用的調(diào)制。因此，當信息的目的地是另一用戶時，不是該信息的目的地的用戶設(shè)備可只對柵格載波執(zhí)行監(jiān)視，其中獲得了在接收中在解調(diào)器內(nèi)的誤差信號。
在一個實際的例子中，柵格載波是以QPSK調(diào)制的，QPSK是具有較低S/N需求的調(diào)制，也就是說它在接收中的正確檢測的概率非常高。
在任一種情況中，也就是說，當信息指向該用戶設(shè)備時，以及當不是指向該用戶設(shè)備時，對某一數(shù)目個幀中的噪聲進行加權(quán)以避免電網(wǎng)上的脈沖噪聲或短時間噪聲在接收中產(chǎn)生誤差。為了計算噪聲，根據(jù)在接收器中的解調(diào)器內(nèi)獲得的均方誤差來使用平均值估計。
根據(jù)該噪聲計算，以前面指明的形式計算出S/N。
對于上行中的監(jiān)視，前端負責監(jiān)視線路質(zhì)量，而用戶設(shè)備進行發(fā)射。正如前面已經(jīng)提到的，前端設(shè)備可以只為給定的用戶設(shè)備測量當該用戶在上行信道中進行發(fā)射時的S/N。因此，當前端設(shè)備希望更新它的對于用戶設(shè)備的S/N估計時，它執(zhí)行下列操作之一-命令用戶設(shè)備發(fā)送特定信息以使前端可以測量S/N。在這種情況中，監(jiān)視不是盲目的，因為接收器知道由發(fā)射機發(fā)送的信息；-命令用戶設(shè)備發(fā)送它期望的信息。在這種情況中，監(jiān)視是盲目的，因為盡管接收器知道所用的調(diào)制，但是不知道所發(fā)出的信息。
在這種情況中，通過從信號誤差的平方獲得噪聲并且從該噪聲開始對上行信道中的載波中的S/N進行估計，估計S/N的方式與前面指明的用于下行信道的方式相同。
另一方面，在監(jiān)視下行信道時，當用戶是前端發(fā)出的信息的目的地時，在所有的載波中使用接收的信息以便利用解調(diào)器中的誤差信號來估計S/N，因為用戶知道每個載波中采用的星座，由于這是事先與前端設(shè)備商定的，正如傳統(tǒng)地那樣執(zhí)行的。
在柵格載波中，不是必須發(fā)送固定的信息，因為接收器可以以盲模式執(zhí)行監(jiān)視，也就是說，事先不知道所發(fā)出的先驗信息，這是由于以下事實造成的任何用戶設(shè)備都知道柵格載波的位置并可以解調(diào)該信息，因為在這些載波中，所用的調(diào)制是通過系統(tǒng)設(shè)計得以固定的。因此，解調(diào)誤差信號用于估計柵格載波中的S/N。
如果在任一時間需要保密通信(例如利用控制信號產(chǎn)生的)，或者當所執(zhí)行的監(jiān)視顯示即使具有較低S/N的調(diào)制伴有引入較大冗余的FEC碼也不能保證保持確定的BER時，該系統(tǒng)將傳輸模式從標準模式改為HURTO模式(高度超可靠傳輸OFDM)。
這個傳輸模式包含利用頻率和/或時間分集和調(diào)制中所用的所有載波以及前向誤差檢測/糾正碼(由FEC引入)在通信信道中進行傳輸，所述頻率和/或時間分集即在不同頻率和/或時間時刻多次發(fā)送相同的信息，此外，該調(diào)制的相應(yīng)解調(diào)具有較低S/N要求，例如是QPSK，該前向誤差檢測/糾正碼引入了足夠的冗余以便在接收中糾正和/或檢測由通過電網(wǎng)的傳輸產(chǎn)生的大量誤差。因此，接收器多次接收相同的信息，這將增加所發(fā)送的消息被正確解碼的概率。
根據(jù)所估計的電網(wǎng)特性修改該信息被重復(fù)的次數(shù)，即所用的分集的程度。這個因素可以逐個分組地進行修改。存在這樣的可能性，即該設(shè)備可具有已定義的配置，例如在一個表中，并且通過協(xié)議指明具有不同程度分集的一個配置或其它配置。這種指明優(yōu)選地是通過消息標題執(zhí)行的。
在本發(fā)明的一個實施例中，使用了總數(shù)為512個載波的8分集(diversity of 8)，并且僅為頻率分集；在這種情況中，在以QPSK調(diào)制的載波k、k+64、k+128等等中發(fā)送信息。
作為結(jié)果，該用戶接收相同信息的次數(shù)與已經(jīng)在HURTO模式中選擇的分集相同。因為通過電網(wǎng)進行傳輸，所以可能在接收的信息中存在誤差，因此用戶設(shè)備將必須確定哪條信息已被真正發(fā)送。有多種進行確定的方法，例如-從不同時間中選擇已經(jīng)到達的利用具有最大S/N的載波發(fā)送的相同信息(選擇最大S/N)。
-在根據(jù)載波的S/N將攜帶相同信息的接收信號乘以加權(quán)之后對它們相干地進行相加，其中對該信號進行發(fā)送并解調(diào)所得的波形(最大率組合器)。
在已經(jīng)監(jiān)視了通信質(zhì)量之后，本發(fā)明的方法按照以下可能性選擇通信的最佳形式-如果S/N足夠高，則使用更密集(當S/N更高時在星座中具有更多的點)的調(diào)制，伴有可變的FEC碼，即具有數(shù)據(jù)保護的不同模式的前向誤差糾正和/或檢測碼，以便將信息的傳輸增加到最大值同時保持確定的BER。存在多種組合的可能性，例如使用最小FEC的冗余和具有每載波很少比特的星座，或使用具有較大冗余的碼并使用更密集的星座(每載波比特更多)。
-如果S/N很低，或者如果我們希望以更安全的形式向一個或多個用戶進行發(fā)送，則由于如前面所述的HURTO模式的傳輸而利用頻率和/或時間分集發(fā)送該信息。
因此，本發(fā)明中的傳輸優(yōu)化引起傳輸容量的改變。從理論觀點看，任何通信信道的傳輸容量都受到信道帶寬和該信道中的信噪比值的限制。
利用香農(nóng)公式，獲得了這個容量的理論限制C=W.log2(1+PWN0)=W.log2(1+SNR)]]>其中W是信道帶寬，P是所用的功率，N0是噪聲密度，SNR是信噪比(S/N)。
這個理論傳輸容量大于可以使用信息傳輸?shù)囊话憔幋a和解碼算法獲得的傳輸容量，但是可以從前面的數(shù)學(xué)表達式分開獲得一個標準用于優(yōu)化傳輸利用更大的S/N值，可以使用該信道發(fā)送更多信息，這證明了在本說明書的前面作出的陳述是正確的。
從信道質(zhì)量的估計開始，該系統(tǒng)以自適應(yīng)形式修改傳輸模式，其目標是達到最大傳輸容量同時繼續(xù)保持安全。在本發(fā)明的一個實現(xiàn)中，如果使用星座m-QAM，則傳輸模式的修改將包含從質(zhì)量估計開始修改“m”，m∈{0，2，4，8，16，32，64.....。
根據(jù)不同載波中的S/N估計、根據(jù)分組丟失率(PLR)、根據(jù)所需的服務(wù)質(zhì)量(QoS)、根據(jù)待發(fā)送信息的大小逐個分組地修改傳輸容量，這是從這些參數(shù)、FEC碼和它應(yīng)當引入的冗余以及每載波比特數(shù)和傳輸模式(標準模式或HURTO模式)決定的。
整個方法是按照安全傳輸標準執(zhí)行的，該標準在本發(fā)明的一個實施例中包含保持在全部接收中的確定的誤碼率(BER)，或在另一個實施例中包含保持與一些錯誤FEC塊一起接收的分組在全部接收中所占的確定的比率(PLR)。
可以允許的誤差率取決于該系統(tǒng)在此時刻為特定應(yīng)用提供的服務(wù)質(zhì)量。
在下面，引入了關(guān)于通信系統(tǒng)中的誤差率的一些概念以便于理解在本發(fā)明中使用的標準。這些概念是-粗略誤碼率(RBER)，即按照離開解碼器的總數(shù)的錯誤比特數(shù)目。
-FEC塊誤差率(FER，)，即未被糾正的塊(FEC)的數(shù)目(按照總數(shù))。
-分組丟失率(PLR)，即所接收的包含一個或多個錯誤FEC塊的分組的數(shù)目。
PLR是可變的，但是對于已確定的服務(wù)質(zhì)量，它的值是已知的。因此，例如，在一個實現(xiàn)中，考慮PLR＝104，使得該信道上的傳輸將保證可接受的質(zhì)量。
前面的參數(shù)可以以數(shù)學(xué)形式在它們自身之間進行聯(lián)系。因此，例如，在FEC中使用里德-所羅門碼，可以獲得
pb＝RBERpB＝1-(1-pb)8pF=1-Σk=0t(Nk)pBk(1-pB)N-k]]>FER＝PF其中Pb是每比特的粗略誤差率，PB是每字節(jié)的粗略誤差率，PF是FEC塊的誤差率，t是可以通過誤差糾正/檢測碼糾正的最大錯誤字節(jié)數(shù)，N是在借助于FEC增加冗余之后的字節(jié)數(shù)。
此外，分組丟失率(PLR)和FEC塊誤差率(FER)由下面的公式直接相聯(lián)系PLR＝1-1(1-FER)m其中m是數(shù)據(jù)分組中的FEC塊的平均數(shù)。例如，對于1518字節(jié)的數(shù)據(jù)分組，如果所用的里德-所羅門碼是(252，232)，則每個分組的塊的平均數(shù)將是6,5431，近似＝7。
從前面的聯(lián)系開始，為PLR選擇的值為離開解調(diào)器的RBER產(chǎn)生最大值。
例如，如果指定PLR＝10-4，則FER=1-1-PLRm=1-1-10-47=1.4286.10-5]]>并且為了保持這個FEC值，必須使PB＝8,556×10-3；這等同于Pb＝1,07347×10-3可以使一個錯誤碼元的概率與調(diào)制中的載波的S/N相聯(lián)系。因此，在本發(fā)明的一個實施例中，如果使用具有m-QAM(m＝2k)的矩形星座，其中k為偶數(shù)，則該QAM星座可被分為兩個正交的PAM調(diào)制，并且對星座的點作出正確決定的概率由下式確定Pc=(1-PM)2]]>PM=2(1-1M)Q(3M-1·(SN))]]>其中Q(x)是用于計算高斯概率密度函數(shù)的尾部之下區(qū)域的數(shù)學(xué)函數(shù)，其定義為Q(x)=12π∫x∞e-t2/2dt,x≥0]]>
并且，它與補余誤差函數(shù)ERFC(統(tǒng)計中通常用到)相聯(lián)系Q(x)=12erfc(x2)]]>其中，此外，Pc是在具有M個星座點的QAM系統(tǒng)的接收中作出正確決定的概率。

是在具有

個點的PAM系統(tǒng)中的誤差概率，其在每個正交信號中具有均衡QAM系統(tǒng)的平均功率的一半。
很明顯，使用其它類型的星座，可以發(fā)現(xiàn)在接收中作出正確決定的概率與S/N值之間的相似或甚至是圖形上的關(guān)聯(lián)。
使用前面所述的方程式，可以獲得一系列S/N閾值，足以獲得用于Pb的值。這些閾值取決于所用的糾正/檢測碼。
從這些閾值開始，可以使用確定的每載波比特數(shù)(bpc)，因此在已經(jīng)對討論中的載波中的S/N進行估計之后修改調(diào)制。
在本發(fā)明的一個實施例中，使用每載波2、4、6和8比特的可變QAM調(diào)制，以及使用里德-所羅門碼(252，232)和(40，20)的FEC，可以通過遵循前面描述的理論來獲得S/N的接下來的閾值，從這開始可以使用下面的調(diào)制


可以使用相同的理論來提供不同的服務(wù)質(zhì)量，這些服務(wù)質(zhì)量被翻譯為獨特的PLR值。對于每個服務(wù)質(zhì)量，以及對于所選擇的每種糾正/檢測碼，找到一個獨特的RBER值，并且從這些值開始獲得S/N閾值，從中可以使用新的調(diào)制。
例如，如果在本發(fā)明的一個實現(xiàn)中有三個不同的服務(wù)質(zhì)量被它們的分組丟失率定義

因此，可從中獲得VER閾值的RBER值是

要發(fā)送的信息的大小也可被用于優(yōu)化通信，正如前面提到的。信息分組中的比特數(shù)目連同冗余必須近似于而不超過在OFDM碼元中發(fā)送的比特數(shù)的整倍數(shù)。比較信息大小和(可通過OFDM碼元發(fā)送的比特數(shù)的)最接近的倍數(shù)，可以得出是否能夠發(fā)送更多冗余信息以及能夠發(fā)送多少。這個冗余信息增加了在接收中獲得正確信息的概率，這間接增加了用于傳輸信息的容量。
每載波比特數(shù)和關(guān)于信息發(fā)送形式的其它信息可以逐個分組地進行協(xié)商，正如前面指出的。
因此可以使用具有前端和用戶設(shè)備已知的固定配置的表，并且根據(jù)修改算法的結(jié)果通過協(xié)議商定使用一個或其它模式。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，使用消息標題來指示對于配置表中的確定位置的使用。
因此，為了修改傳輸容量，可以使用每載波比特和由FEC碼造成的冗余的多種組合，其目的始終是保持確定的BER。
作為結(jié)果并且通過本發(fā)明，使用估計的S/N值來計算它的每載波、碼和由FEC引入的冗余的組合以便保持確定的RBER，優(yōu)化傳輸容量，正如前面描述的。前面給出的決定閾值指示在使用確定FEC時應(yīng)被選擇的調(diào)制，即使也可以使用提供更好的抗誤差保護的FEC碼和應(yīng)用具有更多比特數(shù)的調(diào)制，如果所引入的冗余足夠，則由閾值推薦的那些獲得相似的RBER值。
在用戶設(shè)備中計算的任何改變都必須使用上行信道中用于該改變的部分傳遞到前端，以便在前端不通知用戶設(shè)備它已經(jīng)更改了在所指示的載波調(diào)制中使用的星座時，用戶工具(user kit)不更新這些載波中的接收信號的解調(diào)形式。在上行信道中執(zhí)行相似的處理，不過在這種情況中是前端確定調(diào)制的改變并等待在所涉及的用戶部分上的確認。
為了避免在S/N達到閾值時的振蕩影響，使得用于通信的傳輸容量不至丟失，因為由用戶設(shè)備計算的任何改變必須使用部分上行信道傳遞給前端設(shè)備，該上行信道在這些時刻可被用于發(fā)送信息并且反之亦然，引入一些滯后的余地以便增加和減少每載波比特數(shù)。
在本發(fā)明的一個實施例中，對于RBER＝1.07×10-3，固定的FEC RS(252，232)和具有每載波2、4、6和8比特的調(diào)制QAM的情況，使用一個閾值表作為下面例子

例如，如果在一個載波中使用16-QAM調(diào)制，則為了增加比特數(shù)到調(diào)制64-QAM，所估計的S/N必須大于25.4dB，而為了降低比特數(shù)到調(diào)制4-QAM，所估計的S/N必須小于15.5dB。
只有當不同載波必須改變調(diào)制時才改變調(diào)制。因此，載波可被組成塊，并且只有當一個塊中有確定數(shù)目個載波需要改變調(diào)制時才將這個需要傳遞到通信的另一個末端。對于改變載波中的調(diào)制的決定通過相反的信道發(fā)送到執(zhí)行估計的那一個。
為此使用控制信道，優(yōu)選地借助于發(fā)送控制消息以便在另一個末端通知這個改變。
為了更快地更新S/N測量值，可以假設(shè)兩個相鄰載波(k和k+1)中的S/N是相等的。利用多個載波重復(fù)這個處理，但是被假定具有相同S/N的載波越多，頻率的分辨率越差。
正如前面所述的，從線路質(zhì)量的監(jiān)視開始，決定最佳的通信形式，以使得傳輸容量最大化同時在FEC輸出上保持確定的BER為目的來選擇所述通信形式。
正如前面所述的，這可以以各種形式實現(xiàn)改變每載波比特數(shù)(即在每個載波中使用的星座)、被引入的用于在接收中執(zhí)行誤差糾正/檢測的冗余以及甚至是用于在信號上產(chǎn)生冗余的FEC碼。例如，可以發(fā)送具有較不密集的星座(具有較低的每載波比特數(shù))以及引入極少冗余的FEC碼的載波，或者具有更密集但使用具有更大冗余以避免接收中的可能誤差的FEC碼的星座的載波。
通過電網(wǎng)的傳輸?shù)淖畲髥栴}是線路上的噪聲不是靜止的，也就是說，它不僅呈現(xiàn)白高斯噪聲，還要受諸如脈沖噪聲或作為電力分布的基本頻率的倍數(shù)的其它噪聲的影響，所述的基本頻率在網(wǎng)絡(luò)中是50Hz-60Hz，例如北美的基本頻率。
通過動態(tài)地修改由FEC引入的冗余，可以保持誤差率而無需改變調(diào)制(指派給每個載波的比特數(shù))，當有更多噪聲影響傳輸時糾正更多的誤差。
在另一方面，可使用更密集的星座(以更快速度進行發(fā)送)，修改FEC以引入更大冗余，以便在接收中保持確定的BER，同時改善傳輸容量。
FEC修改可以如前面指示地逐個分組地執(zhí)行，以便借助于分組中所用的標題而在另一個末端指示FEC(碼和冗余)的當前配置。FEC修改不僅包括改變由FEC在信號上產(chǎn)生的冗余，還包括改變FEC碼以便適合線路噪聲的可能性。例如，在脈沖噪聲的情況中，里德-所羅門碼是適當?shù)?，而當線路上的背景噪聲是通信惡化的主要起因時，卷積碼是適當?shù)摹?br> 如前面指出的，當前端設(shè)備希望將相同信息發(fā)送到一組用戶時，或發(fā)送到系統(tǒng)中的所有用戶時，它必須以HURTO模式進行發(fā)送，正如前面所述的，但是此外，它也可以使用已經(jīng)利用所允許的最大每載波比特數(shù)調(diào)制的星座，其中假設(shè)所有的用戶都能充分地進行解調(diào)，保持確定的BER。
此外，前端設(shè)備可應(yīng)用更密集的星座，但要增加足夠的糾正/檢測誤差的冗余以便使該組中的所有用戶能夠充分地復(fù)原所發(fā)送的信息。
前端設(shè)備根據(jù)其中的描述知道了它必須用于在下行信道中向每個用戶發(fā)送信息的每載波比特數(shù)。在一個組中，具有最小每載波比特數(shù)的用戶是限制該載波中星座密度的用戶，除非包含在該信號中的冗余得到了增加。在這種情況中，關(guān)于在每個載波中使用的每載波比特數(shù)的信息是借助于發(fā)送至用戶組的消息標題指明的。
圖1顯示了向多個用戶設(shè)備2發(fā)送信息的這種裝置的例子，其中可以觀察到，前端1選擇每個載波中的最小的每載波比特數(shù)(bpc)以便保證該組中的所有用戶都能獲得該信息。
前端動態(tài)地重新指派用戶設(shè)備的組，即，每組的成員不是固定的，必須解調(diào)消息并且這些消息所屬于的一個或多個組在消息標題中得以指明。
權(quán)利要求
1.一種用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其中不同的用戶設(shè)備(2)通過電網(wǎng)與前端設(shè)備(1)進行雙向通信，并且其中在被定義為從用戶設(shè)備到前端設(shè)備的信道的上行信道和被定義為從前端到用戶設(shè)備的信道的下行信道中發(fā)生傳輸優(yōu)化；此外，借助于頻分雙工(FDD)和/或時分雙工(TDD)在上行和下行信道中共享電網(wǎng)；并且其中利用在整個信道上利用很窄的帶寬發(fā)送的、帶有不同調(diào)制和前向誤差糾正/檢測碼的多個載波發(fā)送OFDM調(diào)制(正交頻分復(fù)用)的信號，并且其特征在于該方法包含-通過估計上行和下行信道中的不同載波中的信噪比(S/N)來持續(xù)監(jiān)視通信質(zhì)量，該估計是分別借助于前端和用戶設(shè)備中的接收器實現(xiàn)的；-由用戶設(shè)備監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)在每一時刻的狀態(tài)，而與信息的目的地是否是該用戶無關(guān)；-通過監(jiān)視來選擇最佳傳輸模式，所述監(jiān)視是通過逐個分組地修改每載波比特數(shù)、通過FEC引入的冗余、FEC和/或傳輸模式來實現(xiàn)的，所有這些使得能夠在時間和頻率上隨時對電網(wǎng)進行最佳共享，并且使用于多個用戶設(shè)備的所述電力分配網(wǎng)上的傳輸容量最大化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于對于信噪比(S/N)的估計從接收器解調(diào)器中的誤差信號開始進行，這是由進入接收器解調(diào)器的信號與所希望的信號之間的差異決定的，也就是，如果每個載波中的星座的點已經(jīng)處于按照該載波中所用星座的可能點來說的最佳位置，則估計該信號已被發(fā)送；其中如果誤碼率(BER)足夠低以至不對噪聲電平的估計方法產(chǎn)生影響，則從解調(diào)開始的S/N估計就足夠了。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于對上行和下行信道中的通信質(zhì)量的監(jiān)視包括僅在所用調(diào)制已知的接收信號的載波中借助于用戶和前端設(shè)備中的解調(diào)器來估計噪聲功率(N)，并且從始于解調(diào)器中的誤差信號的噪聲均方值估計和在某一數(shù)目個碼元上平方后的噪聲的加權(quán)來獲得噪聲功率值，以便避免電網(wǎng)中的短時間噪聲或脈沖噪聲在估計接收中的噪聲功率時產(chǎn)生誤差。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于在監(jiān)視上行和下行信道中的通信質(zhì)量時，用戶設(shè)備和前端選擇地估計信號(S)功率，在接收中使用補償信道影響的標準電平來代表信號功率，其中該電平是預(yù)先建立的，并且是通過設(shè)計或通過測量接收信號的功率而已經(jīng)得知的，其中優(yōu)選的是已經(jīng)執(zhí)行了均衡處理來補償信道對傳輸信號的影響。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于在對載波中的接收信號進行解調(diào)后累計解調(diào)器中的誤差信號，其中所用的調(diào)制為已知，優(yōu)選的是已經(jīng)首先過濾了在不同載波中的噪聲功率的估計，以便避免所述估計中的振蕩。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于對于S/N的計算是選擇地在已經(jīng)在所有載波中進行了至少P次測量的窗口中或在持續(xù)M個碼元的時間段的窗口中已經(jīng)累計了解調(diào)誤差的采樣之后執(zhí)行的，其中M和P是所有設(shè)備已知的預(yù)先建立的值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于在通過下行信道進行的傳輸中，發(fā)送具有所有設(shè)備已知的預(yù)先建立的固定調(diào)制的某些載波，所述調(diào)制最好具有低的S/N要求并且其位置在時間上變化，即柵格，以便使知道用于發(fā)送柵格載波的調(diào)制的用戶設(shè)備監(jiān)視通信質(zhì)量，包括當由前端發(fā)送的信息是指向另一用戶設(shè)備時，此外，該方法包含即使在該用戶不是傳輸?shù)哪康牡貢r也累積噪聲采樣。
8.根據(jù)權(quán)利要求2-6的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于當監(jiān)視上行信道時，前端僅當某一用戶設(shè)備在上行中發(fā)送數(shù)據(jù)時對該用戶設(shè)備的S/N進行估計，以便在前端希望更新它對用戶設(shè)備的S/N的估計時有選擇地執(zhí)行下列行為之-命令用戶設(shè)備發(fā)送特定信息以使前端可以測量S/N，并且因此監(jiān)視不是盲目的，因為接收器知道由發(fā)射機發(fā)送的信息；-命令用戶設(shè)備發(fā)送它希望發(fā)出的信息，在這種情況中，監(jiān)視是盲目的，因為盡管接收器知道用于其傳輸?shù)恼{(diào)制，但是不知道所發(fā)出的信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于對于下行信道中的通信的監(jiān)視是借助于估計由前端設(shè)備接收的不同載波中的S/N比來實現(xiàn)的。
10.根據(jù)前面的權(quán)利要求的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于最佳傳輸模式是從監(jiān)視通信質(zhì)量開始并且根據(jù)以下規(guī)則來選擇的-如果S/N足夠高，則將會使用具有更大密度的調(diào)制，即每載波比特數(shù)更大，星座中的點的數(shù)目是通過比較S/N估計和一系列預(yù)先定義的S/N閾值來選擇的，伴有可變的FEC碼以便將信息傳輸增加到最大，始終保持確定的誤碼率(BER)；-如果S/N很低，或者如果需要以更安全的形式向一個或多個用戶發(fā)送信息，則在不同頻率和/或時間上多次發(fā)送相同的信息，即以HURTO模式的分集進行傳輸，所述的HURTO模式是高度超可靠傳輸OFDM。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于根據(jù)不同載波中的S/N，根據(jù)分組丟失率(PLR)，根據(jù)所要求的服務(wù)質(zhì)量(QoS)，根據(jù)待發(fā)送信息相對于OFDM碼元容量的大小，F(xiàn)EC碼，由FEC碼引入冗余，每載波比特數(shù)，即每個載波中所用的星座，以及傳輸模式，即標準或HURTO模式被修改以便使每信息分組比特數(shù)連同冗余近似于而不超過在OFDM碼元中發(fā)送的比特數(shù)的整倍數(shù)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于在修改傳輸容量時發(fā)生-引入滯后余量，以便根據(jù)S/N與所需的預(yù)先固定的S/N閾值的比較來增加或減少每載波比特數(shù)，從而保持確定的BER，所有的這些被用于避免在S/N到達閾值時的振蕩影響；-只有在必須改變調(diào)制的載波的數(shù)目大于預(yù)先建立的確定值時才改變調(diào)制；-通過相反的信道向用于估計的那一個發(fā)送對改變載波中的調(diào)制作出的決定，并且優(yōu)選地使用控制信道或控制消息；-在使用新調(diào)制之前等待關(guān)于已經(jīng)改變了載波中的調(diào)制的指示已被接收的確認。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于當所估計的S/N低于預(yù)先建立的值時選擇HURTO模式的傳輸，其中該值表示即使具有低S/N要求的調(diào)制連同引入很大冗余的FEC碼也不能被用于保證在離開FEC時獲得確定的BER，或當?shù)却l(fā)送信息到一個或多個用戶設(shè)備時使得該用戶設(shè)備正確接收該信息的概率較高，例如在控制消息的情況中，因此該傳輸模式是優(yōu)選的。
14.根據(jù)權(quán)利要求13的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于以HURTO模式傳輸信息包括以具有低S/N解調(diào)需求的調(diào)制發(fā)送所有使用的載波，其中該調(diào)制優(yōu)選為QPSK調(diào)制，以及使用引入足以在接收中糾正和或檢測由電網(wǎng)上的傳輸產(chǎn)生的大量誤差的冗余的前向糾錯FEC碼。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于根據(jù)所估計的電網(wǎng)特性修改該信息被重復(fù)的次數(shù)，即所用的分集的水平，這個修改可以逐個分組地進行；設(shè)備接收相同信息的次數(shù)與已經(jīng)在HURTO模式中選擇的分集相同，并且執(zhí)行組合不同的接收信號以便估計真正發(fā)送的信息的處理。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的用于為電網(wǎng)上的多用戶0FDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于在HURTO模式中組合不同的接收信號以便估計真正發(fā)送的信息的處理包括選擇地執(zhí)行分集中的接收信號的相干求和并根據(jù)載波的S/N將它們乘以一個系數(shù)，在解調(diào)前從中接收信息，最大率組合器，或獨立地解調(diào)分集到達的信息并根據(jù)解調(diào)誤差信號執(zhí)行加權(quán)的投票。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于只有在執(zhí)行組合處理或投票之前使用了頻率分集的情況中，才可以根據(jù)所估計的S/N分布來選擇載波組，或者可以使用所有的這些來優(yōu)化對于分集接收的信息的估計方法。
18.根據(jù)權(quán)利要求10的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于由FEC引入的冗余被動態(tài)地修改以便保持誤差率而不用改變調(diào)制，指派給每個載波的比特數(shù)，并且在存在影響傳輸?shù)母嘣肼暤那闆r中，優(yōu)選地是在存在許多脈沖噪聲的情況中，使用具有用于誤差糾正的更大容量的FEC碼。
19.根據(jù)權(quán)利要求18的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于在傳輸中使用比那些可接受的星座更為密集的星座，并且用于保持具有確定的S/N的確定的BER，修改了FEC以便引入更大的冗余，從而獲得所述的BER并增加傳輸容量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于FEC修改是逐個分組地執(zhí)行的，以便提供不同的服務(wù)質(zhì)量(QoS)；通過分組中所使用的標題來向另一個末端指明FEC的當前配置，其中FEC的這個修改包括改變FEC在信號上產(chǎn)生的冗余，或改變所用的FEC碼以使其對于線路上的噪聲來說是足夠的，或改變這兩方面。
21.根據(jù)前面權(quán)利要求中的任一個的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于對每載波比特、冗余、FEC碼、傳輸模式和分集的各種組合加以選擇，并以一系列涉及所選擇的各種組合的表的形式在用戶和前端設(shè)備中存儲這些組合；其中選擇的目的是提供不同的服務(wù)質(zhì)量(QoS)；并且其中從一種組合到另一種組合的改變被逐個分組地傳遞，并且其中所選的參數(shù)的組合是借助于在消息標題中發(fā)送的優(yōu)選地指向表中一個位置的參照來指明的。
22.根據(jù)權(quán)利要求10的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于當前端設(shè)備希望將相同信息發(fā)送到一組用戶設(shè)備或發(fā)送到系統(tǒng)中的所有用戶時，它選擇地使用-HURTO模式的傳輸；-以可以使用的最大每載波比特數(shù)調(diào)制的星座，假定該組中的所有用戶設(shè)備都能解調(diào)這個保持確定的BER的最大每載波比特數(shù)；-密集星座，但在FEC碼中添加足夠的冗余以便使該組中的所有用戶都能復(fù)原所發(fā)送的信息。
23.根據(jù)權(quán)利要求22的用于為電網(wǎng)上的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)優(yōu)化通信的方法，其特征在于在該組中具有最小每載波比特數(shù)的用戶設(shè)備限制了對于該組中所有用戶的可在此載波的傳輸中使用的星座密度，除非增加了包含在該信號中的冗余，其中用于每載波比特的值是前端設(shè)備已知的，并且前端借助于發(fā)送給該組用戶設(shè)備的消息標題來指明在每個載波中使用的每載波比特數(shù)，并且其中它還通知哪些用戶屬于該組，即，該用戶組的動態(tài)重新指派。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于使用電網(wǎng)的多用戶OFDM數(shù)字傳輸系統(tǒng)的通信優(yōu)化方法。設(shè)備(1，2)的接收機監(jiān)視通信質(zhì)量并估計上行鏈路和下行鏈路信道載波的信噪比(S/N)。與所述設(shè)備(2)是否是該傳輸?shù)慕邮辗綗o關(guān)，該設(shè)備(2)的用戶部分都執(zhí)行所述的監(jiān)視。最佳傳輸模式是利用所述監(jiān)視來選擇的，所述監(jiān)視包括逐個分組地修改每載波比特數(shù)、由FEC產(chǎn)生的誤差糾正/檢測碼引入的冗余、實際FEC碼和/或傳輸模式。以這種方式，網(wǎng)絡(luò)可以在頻率和時間上最佳地分開，并且可以使多個用戶設(shè)備的傳輸容量最大化。本發(fā)明適用于跨越電網(wǎng)的點到多點雙向通信。
文檔編號H04L5/02GK1535507SQ02814789
公開日2004年10月6日 申請日期2002年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2001年5月25日
發(fā)明者J·V·布拉斯科克拉雷, J V 布拉斯科克拉雷, J·C·里韋羅因蘇亞, 里韋羅因蘇亞, N·H·福倫, 福倫, F·J·斯門尼斯馬基納, 斯門尼斯馬基納, F·戈梅斯馬蒂內(nèi)斯, 匪孤淼倌謁, L·M·托雷斯坎頓, 托雷斯坎頓, A·加西亞桑約斯, 餮巧Ｔ妓, F·J·布拉斯科阿布里爾, 布拉斯科阿布里爾, C·帕多韋達爾, 轡ご鋃, A·巴德內(nèi)斯科雷拉, 履謁箍評桌, D·阿蘭迪斯馬隆達, 嫉纖孤礪〈, A·拉米羅曼扎諾, 茁蘼 申請人:硅系統(tǒng)設(shè)計公司